PFC3D - 手册中文 - fishtank

AUGMENTED FISHTANK

执行固体模型，需要特别支持算法扩展设置，固体以粒子集合代表，粒子接触中设置粘结。1)创建合成固体；2)通过模拟实验室试验确定其相关宏观参数；3)固体内部施加指定应力或对固体施加应力边界；4)监控和可视化固体内部破坏形式。

时间和资源限制不允许用户将这个函数嵌入程序代码。另外，这些算法尚未象基本命令设置一样经过严格测试。

Augmented FishTank主要应用于如硬的水晶岩如花岗岩。当将算法应用于不同参数系统，需要改变一些控制参数（如获得数字伺服机制）获得稳定性质。许多算法（如在较小内置应力，获得密实压缩）包含模拟高度非线型过程，但是不能保证不同输入参数得到稳定性质。 Augmented FishTank包含PFC建模环境集合和一些列FISH支持函数。PFC建模环境可以通过特别类型函数将拓展建模范围至在PFC2D和PFC3D。这些函数包含一系列FISH函数（*.fis）和驱动函数（*.dvr）。 通过在驱动函数中输入函数控制FISH函数，通常驱动文件定义PFC模型中特别例子。通过将驱动文件作为模板，这样可通过改变输入参数来确定模型力学性能的效应。

通常不能改变构成环境的FISH函数和驱动文件

Augmented FishTank是个完整的且内部首尾一致的单元，可以使用内部相关FISH函数。 安装Augmented FishTank

可设置环境变量itascaFishTank来指定当前Augmented FishTank，在

FISH数据文件需在FISH函数设置变量。 1)在桌面设置PFC3D快捷方式。

2)修改可执行数据文件快捷方式目标文件，后跟着设置Augmented FishTank路径的数据文件名和路径。

如果需要延伸环境设置来支持附加功能或将其赋予特定应用。需要编写自己FISH函数然后在已经存在环境设置一部分调用之。注意可将任意用户编写支持特殊应用的新FISH函数分入自己目录汇总，然后调用这些函数无需通过在FisTEnv.DVR文件中定义一个新环境变量（指定新路径）来指定完全路径

组织约定：

The Augmented FishTank 分为三类： FishPFC：包含PFC2D/3D均可用函数 FishPFC2：包含PFC2D可用函数 FishPFC：包含PFC3D可用函数

命名约定：aaB：其中aa表明环境；B对应环境是2D/3D（无字符为两者皆可）

一系列例子驱动文件包含在驱动目录，这些例子驱动文件演示如何使用特定环境，并且可作为参数研究模板。

标定试验过程

合成材料对颗粒尺寸和堆积模式相关。但是在指定模型参数时采用合

适尺度关系，颗粒尺寸影响可以消除。Section 3.3

不管粗粒或细粒，通过这个关系可以指定单一PFC属性，但表现同样材料反应。（这个是由统计分布从不同堆积和强度分布）(within the statistical scatter arising from the dual heterogeneity of packing and strength distribution)

当然压密方式对材料性质影响，但影响较小。

宏观属性与微观属性关系

用来标志PFC材料的属性可分为影响短期响应，和影响长期响应。 本节只描述微观参数控制接触粘结材料、平行粘结材料和无粘结材料。

接触粘结：5个参数 平行粘结：8个参数 无粘结：4个参数

两接触实体通过通过球体球心的梁连接。梁在其端点受到对应力和力矩矢量作用，梁的特征参数：

1） 几何参数：长度，截面积，惯性力矩； 2） 变形参数：杨氏模量，泊松比 3） 强度参数：法向强度，和切向强度

对于平行粘结，存在颗粒接触杨氏模量和平行粘结杨氏模量。 两接触球体A和B中连接梁有如下表示：

R[A]?R[B]半径：R?，长度：L?2R?R[A]?R[B]

2接触粘结中，梁承受存拉力和剪力：

梁截面积：A?2Rt(PFC2D) A?(2R)2(PFC3D) 惯性力矩： I? 变形：

变形不仅属于接触粘结也属于通用球球接触和球墙接触。 法向应力和切向应力不耦合。

11t(2R3)(PFC2D) I?(2R)4(PFC3D) 1212法向刚度：kn?AEc12IE 切向刚度：ks?3c LL其中Ec为接触杨氏模量。不同于全体集合杨氏模量。

对于线性接触模型，接触刚度k?按如下公式计算，假设两接触球体刚度k?[A]和k?[A]以并联方式计算：

k??[A][B]k?k?k??k?[A][B]

其中??s,n当两个颗粒kn和ks相等则。。。 通过公式转化得：kn = ks = 2Ect (2D)/

kn = ks 2Ec2R (3D)

上式表明：二维中，一个接触粘结模量与颗粒刚度成正比，而与颗粒半径无关。三维中，一个接触粘结模量与颗粒刚度成正比，而与颗粒半径成反比。

在微观尺度上，弹性梁泊松比与颗粒刚度无关。然而颗粒集合宏观泊松比可以根据任意排列颗粒集合得到，宏观泊松比与kn/ks有关。这会影响接触中法向和切向承受荷载比例。从而影响宏观破坏机制。 完整意义上设置变形参数，通过指定，1）每个粒间接触杨氏模量；2）kn/ks 强度； 法向应力：

??T/A

??V/A接触粘结法向强度：接触粘结切向强度：

?n??c?2Rt(2D)?n??c?4R(3D)?n??c?2Rt(2D)?n??c?4R(3D)22

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